畢業(yè)設(shè)計(jì)--農(nóng)網(wǎng)10kv配電線路無(wú)功補(bǔ)償裝置

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　農(nóng)網(wǎng)10Kv配電線路無(wú)功補(bǔ)償裝置</p><p>　　作 者 姓 名 ： *** </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)、班 級(jí)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)**** 班 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： ****

2、******* </p><p>　　校內(nèi)指導(dǎo)教師： ***** </p><p>　　校外指導(dǎo)教師： ******** </p><p>　　完 成 日 期 ： </p><p><b>　　摘 要</b&

3、gt;</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,各行各業(yè)對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求.由于配電網(wǎng)處于電網(wǎng)的末端,用戶(hù)多為低壓用戶(hù),許多用電器的功率因數(shù)很低,且不帶補(bǔ)償裝置,這給電網(wǎng)帶來(lái)很大的 功率負(fù)擔(dān)和額外線損,為了維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定,保證電能質(zhì)量和安全運(yùn)行, 對(duì)農(nóng)電配電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償很有必要.本文主要講述了線路無(wú)功補(bǔ)償?shù)母拍?、發(fā)展過(guò)程以及現(xiàn)在線路無(wú)功補(bǔ)償最新研制成果。通過(guò)實(shí)例來(lái)講述線路

4、無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋匾约耙饬x。</p><p>　　關(guān)鍵字:功率因數(shù),無(wú)功補(bǔ)償,</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　

5、1 無(wú)功補(bǔ)償基本概念1</p><p>　　1 無(wú)功補(bǔ)償基本概念2</p><p>　　1.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?</p><p>　　1.2 有功功率2</p><p>　　1.3 無(wú)功功率2</p><p>　　1.4 感性無(wú)功功率2</p><p>　　1.5 容性無(wú)功功率2&

6、lt;/p><p>　　1.6 視在功率2</p><p>　　1.7無(wú)功功率的作用3</p><p>　　2功率因數(shù)的定義及意義4</p><p>　　2.1功率因數(shù)的定義4</p><p>　　2.2功率因數(shù)的意義4</p><p>　　2.2.1 功率因數(shù)對(duì)電氣設(shè)備的影響4<

7、/p><p>　　2.2.2 功率因數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響5</p><p>　　2.2.3 補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果5</p><p>　　3配電線路無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展(分類(lèi))7</p><p>　　3.1 分體式簡(jiǎn)易型無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置7</p><p>　　3.2 集中箱體式10 kV線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置7</p>

8、<p>　　3.2.1 單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置7</p><p>　　3.2.2 電壓控制模式單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置7</p><p>　　3.2.3 無(wú)功控制模式單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置7</p><p>　　3.2.4 單投單切自動(dòng) + 固定補(bǔ)償8</p><p>　　3.3 分解式10 kV線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置

9、8</p><p>　　3.3.1 雙投雙切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置8</p><p>　　3.3.2 多功能、智能化無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置9</p><p>　　3.3.1 應(yīng)具備多種控制模式9</p><p>　　3.3.2 無(wú)線人機(jī)對(duì)話操作9</p><p>　　3.3.3 采用無(wú)損非接入電流互感器9</p&

10、gt;<p>　　3.3.4 硬件配置上應(yīng)具備較為完善的保護(hù)措施9</p><p>　　3.3.5 控制器計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)多重監(jiān)控功能9</p><p>　　3.3.6 應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)處理功能10</p><p>　　3.3.7 應(yīng)具有無(wú)線網(wǎng)通訊接口10</p><p>　　4 市場(chǎng)最新線路無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品(TBBZ-12X

11、型高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置)11</p><p><b>　　4.1 概述11</b></p><p>　　4.2型號(hào)說(shuō)明11</p><p>　　4.3使用條件11</p><p>　　4.4主要技術(shù)參數(shù)11</p><p>　　4.5功能特點(diǎn)12</p><p>

12、;　　4.5.1 單元化設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.5.2 帶航空插頭的電纜連接12</p><p>　　4.5.3 不銹鋼外殼13</p><p>　　4.5.4 四級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償13</p><p>　　4.5.5 開(kāi)口式取樣電流互感器13</p><p>　　4.5.6 真空永磁專(zhuān)用投切開(kāi)關(guān)13&l

13、t;/p><p>　　4.5.7自備一體式操作電源13</p><p>　　4.5.8加裝限流電抗器13</p><p>　　4.5.9無(wú)功補(bǔ)償控制器13</p><p>　　4.5.10無(wú)線通訊14</p><p>　　4.5.11用電綜合監(jiān)控系統(tǒng)14</p><p>　　5線路無(wú)功補(bǔ)償

14、設(shè)計(jì)方案舉例15</p><p>　　5.1、無(wú)功補(bǔ)償概述及其意義15</p><p>　　5.1．1無(wú)功補(bǔ)償概述15</p><p>　　5.1.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x15</p><p>　　5.2．整體現(xiàn)狀16</p><p>　　5.2.1 線路整體現(xiàn)狀16</p><p>　　5

15、.3、無(wú)功容量計(jì)算及補(bǔ)償方案（舉例）18</p><p>　　5.3.1高壓電網(wǎng)的優(yōu)化補(bǔ)償措施18</p><p>　　5.3.2線路補(bǔ)償（舉例）18</p><p>　　5.4、一期預(yù)算及經(jīng)濟(jì)效益分析20</p><p>　　5.4．1一期試點(diǎn)建設(shè)資金預(yù)算20</p><p>　　5.4．2經(jīng)濟(jì)效益分析2

16、0</p><p>　　5.5、安裝位置的確定22</p><p>　　5.5.1線路補(bǔ)償22</p><p>　　附錄A：抑涌流型四級(jí)線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置22</p><p>　　1、市場(chǎng)上常見(jiàn)的幾種無(wú)功補(bǔ)償模式22</p><p>　　2、當(dāng)前市場(chǎng)常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償裝置存在的問(wèn)題23</p>&l

17、t;p>　　2.1分級(jí)少，補(bǔ)償效果差23</p><p>　　2.2傳統(tǒng)穿心電流互感器安裝不便23</p><p>　　2.3封閉式結(jié)構(gòu)，散熱性能差24</p><p>　　2.4采用真空接觸器或普通斷路器作投切開(kāi)關(guān)不適宜24</p><p>　　2.5電源和取樣PT易損壞25</p><p>　　2.

18、6 無(wú)組間抑涌流措施25</p><p>　　2.7 投切判據(jù)不合理25</p><p>　　2.8 未考慮遠(yuǎn)程通訊管理的需求25</p><p>　　3 技術(shù)革新措施26</p><p>　　3.1編碼投切四級(jí)補(bǔ)償26</p><p>　　3.2 開(kāi)口式取樣電流互感器26</p><p

19、>　　3.3 單元化結(jié)構(gòu)26</p><p>　　3.4 采用電容器投切專(zhuān)用永磁真空開(kāi)關(guān)27</p><p>　　3.5 帶熔斷器保護(hù)的內(nèi)置PT27</p><p>　　3.6 采用戶(hù)外型限流電抗器27</p><p>　　3.7 優(yōu)化綜合投切判據(jù)28</p><p>　　3.8用電綜合監(jiān)控系統(tǒng)28&

20、lt;/p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)30</p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　國(guó)家相關(guān)文件要求，電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償

21、應(yīng)堅(jiān)持“全面規(guī)劃、合理布局、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”、以及“集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降損相結(jié)合，以降損為主”的原則。 根據(jù)該原則，我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)開(kāi)展了從變電站——10kV線路——低壓的三級(jí)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用實(shí)踐。</p><p>　　實(shí)際應(yīng)用中，變電站集中補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償推廣應(yīng)用相對(duì)廣泛一些。變電站集中補(bǔ)償安裝在站內(nèi)，其補(bǔ)償量一般控制在主變?nèi)萘康?0%以?xún)?nèi)，最

22、多不超過(guò)30%。低壓補(bǔ)償則是在用電負(fù)荷端，即變壓后的380V。這種首末兩端的無(wú)功補(bǔ)償不能解決10kV線路傳輸過(guò)程中的無(wú)功問(wèn)題，尤其是距離較長(zhǎng)的線路。</p><p>　　在早期，10kV線路無(wú)功補(bǔ)償還缺乏較為成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，主要采用固定電容并入電網(wǎng)，或人工定時(shí)分合閘將補(bǔ)償電容器并入和退出電網(wǎng)的簡(jiǎn)單補(bǔ)償方式，其補(bǔ)償容量有限，補(bǔ)償不夠充分，效果也不理想，而在用電低峰時(shí)又容易造成過(guò)補(bǔ)。</p><

23、p>　　因此，由于線路上無(wú)功補(bǔ)償實(shí)施情況并不理想，使得一個(gè)完整地10kV電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч患选?lt;/p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在10kV配電線路上安裝無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，實(shí)時(shí)跟蹤無(wú)功變化，最接近無(wú)功缺額量實(shí)施自動(dòng)補(bǔ)償，并能記錄和下載設(shè)備和線路的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析存檔，均已成為能夠?qū)嶋H應(yīng)用、值得推廣的新技術(shù)和新產(chǎn)品。</p><p>　　由于該類(lèi)設(shè)備目前仍屬于新產(chǎn)品，國(guó)家相

24、關(guān)部門(mén)還沒(méi)有出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，因此市場(chǎng)上此類(lèi)產(chǎn)品在性能、功效、自動(dòng)化程度、安全防護(hù)及可靠性等方面相差很大，本文針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)母拍?、意義、農(nóng)網(wǎng)10kV配電線路無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的發(fā)展，等幾方面進(jìn)行講解。</p><p>　　1 無(wú)功補(bǔ)償基本概念</p><p>　　1.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?lt;/p><p>　　把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)

25、，感性負(fù)荷吸收能量，而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑怼?lt;/p><p><b>　　1.2 有功功率</b></p><p>　　有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。單位：瓦（W）

26、或千瓦（KW）</p><p><b>　　1.3 無(wú)功功率</b></p><p>　　無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械

27、運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是*從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。單位：乏（var）或千乏(Kvar)</p><p>　　1.4 感性無(wú)功功率</p><p>　　電動(dòng)機(jī)和變壓器在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變的磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收和釋放的功率相等，這

28、種功率叫感性無(wú)功功率。單位（Kvar）</p><p>　　1.5 容性無(wú)功功率</p><p>　　電容器在交流電網(wǎng)中接通時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi),上半周期的充電功率與下半周期的放電功率相等，而不消耗能量，這種充放電功率叫容性無(wú)功功率。單位（Kvar）</p><p><b>　　1.6 視在功率</b></p><p>　　

29、電純阻性電路中電壓和電流是同相位的，電壓和電流的乘積為有功功率；但在感性或容性電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)荷實(shí)際吸收的電功率，而是表面的數(shù)值，稱(chēng)為視在功率。單位（KVA）</p><p>　　1.7無(wú)功功率的作用</p><p>　　在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的

30、無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行?！陌l(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。</p><p>　　2功率因數(shù)的定義及意義</p><

31、p>　　2.1功率因數(shù)的定義</p><p>　　在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用 符號(hào) cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即 功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān), 如白熾燈泡,電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為 1,一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于 1.0功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù).功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率 高低的一個(gè)系數(shù)。功率

32、因數(shù)低,說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大, 從而降低了設(shè)備的利用率,增加了線路供電損失。</p><p>　　所以,供電部門(mén)對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求：</p><p>　　(1) 最基本分析:拿設(shè)備作舉例.例如:設(shè)備功率為 100 個(gè)單位,也就 是說(shuō),有 100 個(gè)單位的功率輸送到設(shè)備中.然而,因大部分電器系統(tǒng)存在 固有的無(wú)功損耗,只能使用 70 個(gè)單位的功率.很不幸,雖然

33、僅僅使用 70 個(gè)單位,卻要付 100 個(gè)單位的費(fèi)用.在這個(gè)例子中,功率因數(shù)是 0.7 (如果 大部分設(shè)備的功率因數(shù)小于 0.9 時(shí),將被罰款),這種無(wú)功損耗主要存在于 電機(jī)設(shè)備中(如鼓風(fēng)機(jī),抽水機(jī),壓縮機(jī)等),又叫感性負(fù)載.功率因數(shù)是電 能的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　(2) 基本分析:每種電機(jī)系統(tǒng)均消耗兩大功率,分別是真正的有功功率 (叫千瓦)及電抗性的無(wú)功功率.功率因數(shù)是有功功率與視在功率間的比率.

34、功率因數(shù)越高,有功功率與視在功率間的比率便越高,系統(tǒng)運(yùn)行則更有效率。 </p><p>　　(3) 高級(jí)分析:在感性負(fù)載電路中,電流波形峰值在電壓波形峰值之后 發(fā)生.兩種波形峰值的分隔可用功率因數(shù)表示功率因數(shù)越低,兩個(gè)波形峰值則分隔越大.無(wú)功功率補(bǔ)償能使兩個(gè)峰值逐漸接近在一起,從而提高 系統(tǒng)運(yùn)行效率。</p><p>　　2.2功率因數(shù)的意義</p><p>　　2

35、.2.1 功率因數(shù)對(duì)電氣設(shè)備的影響</p><p>　　功率因數(shù)是交流電路的重要技術(shù)數(shù)據(jù)之一.功率因數(shù)的高低,對(duì)于電 氣設(shè)備的利用率和分析,研究電能消耗等問(wèn)題都有十分重要的意義. 在二端網(wǎng)絡(luò)中消耗的功率是指平均功率,也稱(chēng)為有功功率,它等于</p><p>　　由此可以看出,電路中消耗的功率 P,不僅取決于電壓 V 與電流 I 的大小, 還與功率因數(shù)有關(guān).而功率因數(shù)的大小,取決于電路中負(fù)載的

36、性質(zhì).對(duì)于 電阻性負(fù)載,其電壓與電流的位相差為 0,因此,電路的功率因數(shù)最大 ( ) ;而純電感電路,電壓與電流的位相差為π/2,并且是電壓超前電流;在純電容電路中,電壓與電流的位相差則為-(π/2) ,即電流 超前電壓.在后兩種電路中,功率因數(shù)都為 0.對(duì)于一般性負(fù)載的電路,功 率因數(shù)就介于 0 與 1 之間. 一般來(lái)說(shuō),在二端網(wǎng)絡(luò)中,提高用電器的功率因數(shù)有兩方面的意義, 一是可以減小輸電線路上的功率損失;二是可以充分發(fā)揮電力設(shè)備(如

37、發(fā) 電機(jī),變壓器等)的潛力.因?yàn)橛秒娖骺偸窃谝欢妷?U 和一定有功功率 P 的條件下工作,由公式可知,功率因數(shù)過(guò)低,就要用較大的電流來(lái)保障用電器正常工作,與此同 時(shí)輸電線路上輸電電流增大,從而導(dǎo)致線路上焦耳熱損耗增大.另外,在 輸電線路的電阻上及電源的內(nèi)組上的電壓降,都與用電器中的電流成正比, 增大電流必然增大在輸電線路和電源內(nèi)部的電壓損失.因此,提高用電器 的功率因數(shù),可以減小輸電電流,進(jìn)而減小了輸電線路上的功率損失. </p

38、><p>　　2.2.2 功率因數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的影響</p><p>　　功率因數(shù)過(guò)低,對(duì)電力系統(tǒng)的影響很大,而尤其對(duì)電網(wǎng)企業(yè)影響最大: (1)當(dāng)用戶(hù)功率因數(shù)偏低時(shí),需要從網(wǎng)上吸收無(wú)功功率,這樣發(fā)電機(jī)組 就要多發(fā)無(wú)功,而發(fā)無(wú)功也是需要能量的,它少發(fā)了有功,相當(dāng)于降低了 發(fā)電機(jī)的出力; (2)無(wú)功負(fù)荷在網(wǎng)上傳送,白白占用了輸,變,配電設(shè)備的資源,使上 述設(shè)備利用率降低,而設(shè)備運(yùn)行效率是以有功計(jì)算的

39、,因而它使設(shè)備達(dá)不 到額定功率,功率降低;為達(dá)到規(guī)定的功率,就要增大設(shè)備容量,提高了 設(shè)備投資額; (3)無(wú)功影響電壓,無(wú)功的傳輸和大量消耗,使系統(tǒng)電壓不能滿(mǎn)足要求, 線路未端會(huì)電壓很低,造成設(shè)備不能起車(chē)或達(dá)不到額定功率; (4)無(wú)功的缺乏,會(huì)使線路及電氣設(shè)備中的電流增大,使損耗增大,即 線損增加,增大電費(fèi)支出. 用電者是 1 千瓦的負(fù)載,那么不管功率因數(shù)是 0.5,還是 0.9,他工作 1 小 時(shí)實(shí)際上電表顯示都是 1 度電,而國(guó)家規(guī)

40、定是按有功電量收費(fèi)電費(fèi). 正是因?yàn)樯厦?4 點(diǎn)原因,用戶(hù)功率因數(shù)是 0.5,或是 0.9,在線路上的 損耗卻是不一樣的,如果各個(gè)用戶(hù)功率因數(shù)都低,合在一起就不的了了, 因而要求用戶(hù)無(wú)功功率"就地補(bǔ)償" ,自己補(bǔ)償自己的.</p><p>　　2.2.3 補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果</p><p>　　根據(jù)檢測(cè)自然平均功率因數(shù)在 0.70～0.85 之間.企業(yè)消耗電網(wǎng)的無(wú) 功功率約占消耗

41、有功功率的 60%～90%,如果把功率因數(shù)提高到 0.95 左右, 則無(wú)功消耗只占有功消耗的 30%左右.由于減少了電網(wǎng)無(wú)功功率的輸入, 會(huì)給用電企業(yè)帶來(lái)效益. 1, 節(jié)省企業(yè)電費(fèi)開(kāi)支. 提高功率因數(shù)對(duì)企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益是明顯的, 因?yàn)閲?guó)家電價(jià)制度中,從合理利用有限電能出發(fā),對(duì)不同企業(yè)的功率因數(shù) 規(guī)定了要求達(dá)到的不同數(shù)值,低于規(guī)定的數(shù)值,需要多收電費(fèi),高于規(guī)定數(shù)值,可相應(yīng)地減少電費(fèi).可見(jiàn),提高功率因數(shù)對(duì)企業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)意 義. 2,提

42、高設(shè)備的利用率.對(duì)于原有供電設(shè)備來(lái)講,在同樣有功功率下, 因功率因數(shù)的提高,負(fù)荷電流減少,因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過(guò)的變壓器, 開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備,從而滿(mǎn)足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要; 如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過(guò)載,由于功率因數(shù)的提高,輸送無(wú)功電流的減少,使 系統(tǒng)不致于過(guò)載運(yùn)行,從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛力;對(duì)尚處于設(shè)計(jì)階段的新 建企業(yè)來(lái)說(shuō)則能降低設(shè)備容量,減少投資費(fèi)用,在一定條件下,改善后的 功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低.因此,使用無(wú)功

43、補(bǔ)償不但減少初次 投資費(fèi)用,而且減</p><p>　　3配電線路無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展(分類(lèi))</p><p>　　3.1 分體式簡(jiǎn)易型無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置 </p><p>　　較早的線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償主要采用時(shí)間 + 電壓控制模式，根據(jù)用電峰谷值時(shí)間段，結(jié)合電壓值作為判據(jù)來(lái)自動(dòng)投切補(bǔ)償裝置。裝置由電容器、控制開(kāi)關(guān)、電壓互感器及控制器組成，其中控制器主要是定時(shí)器和電壓比較

44、器；結(jié)構(gòu)形式是分體裸露安裝在桿上，補(bǔ)償容量可取線路無(wú)功缺額的40%～50%。由于用電的峰谷有很大的變化，而線路電壓高低只能間接反映無(wú)功缺額，并不一定代表是否缺少無(wú)功。因此，補(bǔ)償準(zhǔn)確性較差，效果并不理想另外，分體裸露式安全性差，高低溫、雷雨、霜雪、冰雹，以及煙塵污染等等，都會(huì)影響設(shè)備的正常工作。這種簡(jiǎn)易的自動(dòng)補(bǔ)償在一些地方有過(guò)應(yīng)用，但沒(méi)有推廣開(kāi)來(lái)。</p><p>　　3.2 集中箱體式10 kV線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝

45、置 </p><p>　　隨著功能的完善和技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了整體箱式無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。它采用雙桿架設(shè)，通過(guò)多種傳感器采集線路信息，經(jīng)過(guò)處理加以利用。</p><p>　　3.2.1 單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置 </p><p>　　單投單切，指一臺(tái)開(kāi)關(guān)，接一組補(bǔ)償電容器，也稱(chēng)為單組動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。比較適合線路無(wú)功量相對(duì)穩(wěn)定的單級(jí)階梯式變化情況，補(bǔ)償容量不宜過(guò)大，一般適用于線

46、路無(wú)功缺額在500 kvar以下，電容器配置在60%~70%，即350 kvar以下。 </p><p>　　3.2.2 電壓控制模式單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置 </p><p>　　由電容器、電壓互感器(或電源變壓器)、投切開(kāi)關(guān)(通常是真空開(kāi)關(guān))和控制器等組成。電壓互感器獲取線路的電壓值，與控制器里設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較而做出投切指令。這類(lèi)控制器市場(chǎng)上有產(chǎn)品俗簡(jiǎn)稱(chēng)為“控制頭”。 </p

47、><p>　　由于線路長(zhǎng)度與負(fù)荷性質(zhì)不同的影響，往往電壓低并不一定缺無(wú)功，電壓高也可能仍需補(bǔ)無(wú)功。因此，當(dāng)有條件證明線路電壓起伏和無(wú)功變化存在確切的因果關(guān)系且變化較平穩(wěn)時(shí)，可以選擇這種裝置。 這種設(shè)備屬于箱式一體化自動(dòng)補(bǔ)償?shù)钠胀ㄐ彤a(chǎn)品。 </p><p>　　3.2.3 無(wú)功控制模式單投單切無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置 </p><p>　　這是根據(jù)線路無(wú)功缺額判定并控制補(bǔ)償電容器

48、投切的產(chǎn)品。 在設(shè)備的組成上需要增加電流互感器，以采集線路的電流信號(hào)。電壓互感器采集的電壓信號(hào)，既作為電壓控制模式的參考數(shù)據(jù)，同時(shí)，又與電流信號(hào)一起參與運(yùn)算，得出無(wú)功缺額量。 </p><p>　　控制器功能增強(qiáng)了，采集電壓、電流信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字處理、運(yùn)算和存儲(chǔ)，具有了微型計(jì)算機(jī)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)“無(wú)功 + 電壓”的組合控制方式。它適用的線路更多，判定投切更準(zhǔn)確。這種產(chǎn)品屬于箱式一體化自動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹械投说募?jí)別。 <

49、;/p><p>　　3.2.4 單投單切自動(dòng) + 固定補(bǔ)償 </p><p>　　當(dāng)電容器退出運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)償容量為零，而此時(shí)線路上往往還存在一定的無(wú)功缺額。因此，出現(xiàn)了增加一組電容器長(zhǎng)期接于線路上，即固定補(bǔ)償，在此基礎(chǔ)上再疊加一組動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。對(duì)此，稱(chēng)為固補(bǔ)加動(dòng)補(bǔ)。無(wú)論是電壓控制模式，還是無(wú)功控制模式，都能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的組合。 </p><p>　　這種方式在技術(shù)上沒(méi)有提升，適

50、合線路長(zhǎng)期存在著一穩(wěn)定的無(wú)功負(fù)荷、又有一定的無(wú)功量疊加起伏的情況。由于線路情況的復(fù)雜性，其電容量的準(zhǔn)確選定并不容易，尤其是固補(bǔ)部分，往往要留有充分的余量以免過(guò)補(bǔ)。 它在形式上做到了兩級(jí)補(bǔ)償，但仍然是單級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。它與后面介紹的雙投雙切方式有本質(zhì)的不同，在選用時(shí)往往容易混淆。 </p><p>　　3.3 分解式10 kV線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置</p><p>　　3.3.1 雙投雙切無(wú)功自動(dòng)

51、補(bǔ)償裝置 </p><p>　　雙投雙切，指2臺(tái)開(kāi)關(guān)，各接一組補(bǔ)償電容器，共2組電容器，根據(jù)需要和指令分別動(dòng)作，也稱(chēng)為兩組動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，或循環(huán)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。 </p><p>　　這種補(bǔ)償裝置是為了適應(yīng)線路無(wú)功缺額較大、無(wú)功起伏變化多階梯的情況，在技術(shù)上又提升了一個(gè)檔次。由兩組電容器、兩組開(kāi)關(guān)、電壓互感器，電流互感器及控制器等組成，其補(bǔ)償量可達(dá)線路無(wú)功缺額的80%以上。控制器功能更強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算和

52、判定執(zhí)行能力要求更高。 </p><p>　　由于實(shí)行分組跟蹤多階梯補(bǔ)償，補(bǔ)償時(shí)間長(zhǎng)，補(bǔ)償效果相對(duì)好的多。以補(bǔ)償容量500 kvar為例，如果分為200kvar和300 kvar兩組，上述2.1.3“固補(bǔ) + 動(dòng)補(bǔ)”方式的配置為“200 kvar固補(bǔ) + 300 kvar動(dòng)補(bǔ)”，實(shí)現(xiàn)200 kvar和500 kvar兩級(jí)補(bǔ)償；而200 kvar固補(bǔ)易造成過(guò)補(bǔ)，也缺少了300 kvar一級(jí)補(bǔ)償；循環(huán)投切方式，控制兩

53、臺(tái)開(kāi)關(guān)，分別實(shí)現(xiàn)0、200 kvar、300 kvar、500 kvar四種交替補(bǔ)償狀態(tài)，避免了過(guò)補(bǔ)，多了一級(jí)300 kvar補(bǔ)償，補(bǔ)償時(shí)間、補(bǔ)償準(zhǔn)確性、安全性都好得多。 </p><p>　　雙投雙切方式以無(wú)功缺額作為判定依據(jù)，即跟蹤無(wú)功量實(shí)時(shí)投切，無(wú)功缺額到哪一級(jí)就補(bǔ)相應(yīng)的無(wú)功量。它不適合單一電壓控制模式。 雙投雙切這種產(chǎn)品應(yīng)屬于箱式一體化自動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹卸说募?jí)別。 </p><p>　　

54、3.3.2 多功能、智能化無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置 </p><p>　　我們分析總結(jié)了早期應(yīng)用產(chǎn)品出現(xiàn)的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，在2006年度的項(xiàng)目實(shí)施中提出了智能化、多功能、安全性等新的要求，與設(shè)備廠家共同研發(fā)、試點(diǎn)，最終形成了在雙投雙切方式基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)分析計(jì)算、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、安全保護(hù)等多重功能，我們認(rèn)為，應(yīng)該屬于線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)母叨水a(chǎn)品。我們的技術(shù)協(xié)議主要有以下要求： </p><

55、;p>　　3.3.1 應(yīng)具備多種控制模式 </p><p>　　控制主模式為“無(wú)功 + 電壓”的復(fù)合控制模式，同時(shí)還具有電壓、電流、功率因數(shù)、時(shí)間、季節(jié)等多種控制模式，可根據(jù)不同需要設(shè)置控制模式。 </p><p>　　3.3.2 無(wú)線人機(jī)對(duì)話操作 </p><p>　　無(wú)論是狀態(tài)檢查、修改控制模式、參數(shù)調(diào)整、讀取數(shù)據(jù)，全部通過(guò)筆記本電腦或藍(lán)牙掌上機(jī)，無(wú)線方式

56、，無(wú)須爬桿，人機(jī)對(duì)話操作。 </p><p>　　3.3.3 采用無(wú)損非接入電流互感器 </p><p>　　傳統(tǒng)的穿芯式電流互感器，需要剪線安裝，增加了故障率和線電阻。而無(wú)損非接入電流互感器無(wú)需截?cái)嚯娋€，安裝簡(jiǎn)單、無(wú)損耗；國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品已達(dá)到要求。 </p><p>　　3.3.4 硬件配置上應(yīng)具備較為完善的保護(hù)措施 </p><p>

57、　　為保證電容器安全運(yùn)行，應(yīng)外接過(guò)流快速熔斷保護(hù)器，最好電容器內(nèi)部具備內(nèi)放電電阻和內(nèi)熔絲保護(hù)；為避免停電后再送電時(shí)電容器直接掛網(wǎng)，要求投切開(kāi)關(guān)為電保持式，即具備停電自動(dòng)分閘功能；為防止諧波涌流的影響，應(yīng)配置電抗器和吸涌器等器件，吸收和削弱線路上涌流和多次諧波。除高壓端要裝有避雷器，控制器內(nèi)應(yīng)安裝雷擊浪涌吸涌器等防雷設(shè)施。為防電磁干擾造成誤動(dòng)作，控制器應(yīng)采用屏蔽設(shè)計(jì)，并增加濾波裝置?？煽紤]安裝溫度傳感器，控制器內(nèi)溫度較高時(shí)自動(dòng)起動(dòng)風(fēng)扇散熱

58、。 </p><p>　　3.3.5 控制器計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)多重監(jiān)控功能 </p><p>　　設(shè)備所配置的多種傳感器配合計(jì)算機(jī)軟件共同來(lái)實(shí)現(xiàn)如下安全保護(hù)措施： 控制器應(yīng)該采集線路數(shù)據(jù)，并判斷識(shí)別過(guò)電壓、過(guò)電流、斷電、低電壓、三相不平衡電流、電壓互感器斷線等多種狀況，并指令安全投切； 控制器應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各次諧波，總諧波占載比的總百分比率，以控制諧波超標(biāo)保護(hù)； 為避免電容器組的投切振蕩，控制器

59、應(yīng)能夠判別并閉鎖控制輸出。 </p><p>　　3.3.6 應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)處理功能 </p><p>　　要求控制器能儲(chǔ)存線路各電參量和工作狀態(tài)，如：電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、2組開(kāi)關(guān)投切狀態(tài)(合/分)等；每日的電壓、電流、無(wú)功、有功、功率因數(shù)以及發(fā)生的時(shí)間，每日開(kāi)關(guān)投切的次數(shù)等。 每組數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔可自由設(shè)定，記錄時(shí)間應(yīng)至少大于30天；數(shù)據(jù)可上傳至計(jì)算機(jī)加以管理，隨時(shí)查看打

60、印。 </p><p>　　3.3.7 應(yīng)具有無(wú)線網(wǎng)通訊接口 </p><p>　　考慮到批量應(yīng)用后的集中監(jiān)控，要求設(shè)備具備無(wú)線網(wǎng)通訊接口，便于今后中心控制室計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控各線路各設(shè)備的電參量，以及無(wú)功和功率因數(shù)的實(shí)時(shí)變化曲線，可及時(shí)了解10 kV電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。 </p><p>　　4 市場(chǎng)最新線路無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品(TBBZ-12X型高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置)</p

61、><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　該裝置主要用于10（6）kV架空線路，自動(dòng)跟蹤線路無(wú)功需求情況，以無(wú)功功率、線路電壓、功率因數(shù)等綜合判據(jù)為投切依據(jù)，從補(bǔ)償點(diǎn)就近向線路兩側(cè)輸送無(wú)功，最大限度的減少無(wú)功流動(dòng)，達(dá)到降低線損、提高線路末端電壓，增加線路的輸電能力的目的，并且可以減少變電站設(shè)備的投資，是投資最經(jīng)濟(jì)、回報(bào)率最高的電力設(shè)備。</p&

62、gt;<p>　　整套裝置單元化設(shè)計(jì)、單件元件體積小、重量輕，便于搬運(yùn)運(yùn)輸；各部件之間采用帶航空插頭電纜連接，簡(jiǎn)單方便且便于維護(hù)。整套裝置包括開(kāi)口式取樣電流互感器、真空永磁專(zhuān)用投切開(kāi)關(guān)、限流電抗器、電力電容器、無(wú)功補(bǔ)償控制器、跌落式高壓熔斷器、氧化鋅避雷器、安裝支架等，投切開(kāi)關(guān)、控制器均采用不銹鋼殼體。</p><p>　　補(bǔ)償方式為雙路四級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償。</p><p>　　安

63、裝模式為單桿安裝。</p><p><b>　　4.2型號(hào)說(shuō)明</b></p><p>　　T B B Z - □ X / □ </p><p><b>　　4.3使用條件</b></p><p>　　3.

64、1 周?chē)諝鉁囟炔桓哂?50℃，不低于-40℃，24小時(shí)平均溫度不高于+40℃。3.2 海拔高度不超過(guò)2000m。</p><p>　　3.3 周?chē)鸁o(wú)有害氣體和蒸汽，無(wú)易燃、易爆及導(dǎo)電性介質(zhì)。</p><p>　　3.4 安裝地點(diǎn)無(wú)劇烈震動(dòng)及顛簸。</p><p>　　與上述任一條件不符合時(shí)，視為特殊使用環(huán)境，應(yīng)向制造廠提出，協(xié)商解決。</p><

65、;p><b>　　4.4主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　1、額定電壓：12kV</p><p>　　2、額定頻率：50Hz</p><p>　　3、額定容量：50kvar，100kvar，150kvar，200kvar</p><p>　　4、電容偏差：≤－5％～＋10%</p><p

66、>　　5、電容器在額定電壓、額定頻率下，20℃時(shí)損耗角正切值：</p><p>　　膜紙復(fù)合介質(zhì)≤0.0012，全膜介質(zhì)≤0.0005</p><p>　　6、絕緣水平：電容器端子與外殼間能承受35kV，1min工頻耐壓試驗(yàn)</p><p><b>　　7、投切開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　8、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB5

67、0277-2008 《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》</p><p><b>　　4.5功能特點(diǎn)</b></p><p>　　4.5.1 單元化設(shè)計(jì) </p><p>　　單件元件體積小、重量輕，便于搬運(yùn)，方便運(yùn)輸，安裝時(shí)不需要?jiǎng)佑么笮驮O(shè)備，不受場(chǎng)地限制，特別適合于野外安裝。</p><p>　　4.5.2 帶航空插頭

68、的電纜連接</p><p>　　各部件之間通過(guò)不同規(guī)格的航空插頭對(duì)接，簡(jiǎn)單方便，便于維護(hù),并可避免接線錯(cuò)誤。</p><p>　　4.5.3 不銹鋼外殼 </p><p>　　投切開(kāi)關(guān)、控制單元均采用不銹鋼外殼，外觀漂亮，無(wú)需防腐維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　4.5.4 四級(jí)自動(dòng)補(bǔ)償 </p><p>　

69、　電容推薦配置一般100kvar、200 kvar各一組，可以實(shí)現(xiàn)0 kvar、100 kvar、200 kvar、300 kvar四種狀態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。在用電峰谷時(shí)段均可達(dá)到最佳補(bǔ)償效果，基本可以滿(mǎn)足不同線路不同負(fù)荷情況的需求。既可滿(mǎn)足現(xiàn)在無(wú)功要求，又可兼顧將來(lái)線路增容需要。</p><p>　　4.5.5 開(kāi)口式取樣電流互感器</p><p>　　不需現(xiàn)場(chǎng)截線，可在最佳補(bǔ)償點(diǎn)的任意桿型安裝

70、，安裝簡(jiǎn)單方便。</p><p>　　采用羅氏線圈技術(shù)，不飽和，線性度好，二次輸出毫伏級(jí)弱電壓信號(hào)，無(wú)開(kāi)路危險(xiǎn)，檢修安全方便。</p><p>　　4.5.6 真空永磁專(zhuān)用投切開(kāi)關(guān) </p><p>　　觸頭壓力大，分?jǐn)嗨俣瓤?；關(guān)合時(shí)不會(huì)因涌流粘連觸頭，分?jǐn)鄷r(shí)無(wú)重燃，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，減少了電容器損壞的機(jī)率。運(yùn)行時(shí)線圈不帶電，不會(huì)產(chǎn)生線圈燒毀現(xiàn)象而且節(jié)電，同使用高壓接

71、觸器作投切開(kāi)關(guān)相比每臺(tái)開(kāi)關(guān)年節(jié)電5000度以上。</p><p>　　4.5.7自備一體式操作電源</p><p>　　第一級(jí)投切開(kāi)關(guān)內(nèi)置電壓互感器用作投切開(kāi)關(guān)的操作電源和線路電壓取樣，PT套管內(nèi)置可現(xiàn)場(chǎng)拆換的熔斷器，防止線路雷擊、操作過(guò)電壓、諧振等情況導(dǎo)致的PT故障。</p><p>　　4.5.8加裝限流電抗器</p><p>　　第二級(jí)

72、投切開(kāi)關(guān)加裝干式半芯電抗器，它是介于鐵芯與空芯電抗器之間的一種新型電抗器，在空芯電抗器繞組內(nèi)加上不閉合磁路的鐵芯，使干式半芯電抗器同時(shí)具有鐵芯和空芯電抗器的優(yōu)點(diǎn)，有效地限制電容器之間的追加涌流，使電容器運(yùn)行更安全可靠，使用壽命更長(zhǎng)。</p><p>　　4.5.9無(wú)功補(bǔ)償控制器 </p><p>　　控制參數(shù)以電壓、功率因數(shù)、無(wú)功功率等綜合判定，無(wú)投切振蕩，無(wú)補(bǔ)償呆區(qū)；</p>

73、;<p>　　用戶(hù)可在現(xiàn)場(chǎng)按需修改控制參數(shù)，停電參數(shù)不丟失；</p><p>　　具有過(guò)壓、欠壓、防振蕩保護(hù)功能；</p><p>　　控制器對(duì)外聯(lián)系的部分均采用多種信號(hào)隔離措施---如電磁隔離、光電隔離等，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　掉電自動(dòng)分閘，在裝置突然失電時(shí)開(kāi)關(guān)自動(dòng)分閘，減少線路重上電時(shí)的合閘涌流。</p><p&g

74、t;　　4.5.10無(wú)線通訊 </p><p>　　支持藍(lán)牙近距離無(wú)線通訊，可在桿下通過(guò)藍(lán)牙掌上機(jī)查看線路數(shù)據(jù)、控制投切和修改參數(shù)。也可使用手機(jī)或后臺(tái)軟件通過(guò)GSM/GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線通訊方式實(shí)現(xiàn)上述功能。</p><p>　　4.5.11用電綜合監(jiān)控系統(tǒng) </p><p>　　配套電力PK100用電綜合監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)管理軟件。具有如下主要功能：</p>

75、<p>　　遠(yuǎn)程遙控執(zhí)行電容投切操作；</p><p>　　遠(yuǎn)程抄讀配電監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)；</p><p>　　對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析、報(bào)表和打印等。</p><p>　　5線路無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)方案舉例</p><p>　　5.1、無(wú)功補(bǔ)償概述及其意義</p><p>　　5.1．1無(wú)功補(bǔ)償概述&

76、lt;/p><p>　　近來(lái)由于電網(wǎng)容量的增加，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功要求也與日俱增。無(wú)功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無(wú)功要保持平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、系統(tǒng)解列。此外，網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓降低，使電氣設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降、損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。&l

77、t;/p><p>　　5.1.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x</p><p>　　電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率；二是無(wú)功功率直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、熱能、化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱(chēng)為有功功率；不消耗電能；只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換，這部分功率稱(chēng)為無(wú)世功率如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能，電容

78、器建立電場(chǎng)所占的電能。電流在電感元件中作功時(shí)，電流超前于電壓90度。而電流在電容元件中作功時(shí)，電流滯后電壓90度。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180度。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小，從而提高電能作功的能力，這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑怼?lt;/p><p>　?。?）補(bǔ)償無(wú)功功率,可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù) 。</p>

79、;<p>　　（2）采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，是節(jié)電工作的一項(xiàng)重要措施。 </p><p>　?。?）無(wú)功補(bǔ)償，它就是借助于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備提供必要的無(wú)功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行。 </p><p>　　（4）減少電力損失，一般工廠動(dòng)力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，其電力損耗約2%--3%左右，使用電容提高功率

80、因數(shù)后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。 </p><p>　?。?）改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降。于變壓器二次側(cè)加裝電容可改善功率因數(shù)提高二次側(cè)電壓。電壓損失可借用下式求出：△U＝(ＰＲ＋ＱX)/U,可以看出，影響△U的因素有四個(gè)：線路的有功功率P、無(wú)功功率Q、電阻R和電抗X。如果采用容抗為XC的電容來(lái)補(bǔ)償，則電壓損失為△U＝{ＰＲ＋Ｑ(X-XC)}/U,故采用補(bǔ)償電容提高功率

81、因數(shù)后，電壓損失△U減小，改善了電壓質(zhì)量。</p><p>　?。?）延長(zhǎng)設(shè)備壽命。 改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近或已經(jīng)飽和的變壓器、開(kāi)關(guān)等機(jī)器設(shè)備和線路容量負(fù)荷降低，因此可以降低溫升增加壽命（溫度每降低10°C，壽命可延長(zhǎng)1倍） </p><p>　?。?）最終滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)測(cè)要求，消除因?yàn)楣β室驍?shù)過(guò)低而產(chǎn)生的罰款。 </p><p>

82、;　?。?）無(wú)功補(bǔ)償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無(wú)功補(bǔ)償減少用戶(hù)電費(fèi)支出，是一項(xiàng)投資少，收效快的節(jié)能措施。</p><p>　　(9)減少發(fā),供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量,減少投資,例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cos4=0.95時(shí),裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW;反之,增加0.52KW.對(duì)原有設(shè)備而言,相當(dāng)于增大了發(fā),供電設(shè)備容量.因此,對(duì)新建,改建工程.應(yīng)充分考慮無(wú)功補(bǔ)償,便

83、可以減少設(shè)計(jì)容量,從而減少投資.</p><p>　?。?0）無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)用電單位的低壓配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，確定無(wú)功功率的補(bǔ)償容量，確保補(bǔ)償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠，達(dá)到節(jié)約電能的目的。</p><p>　?。?1）根據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可測(cè)算輸電線路的電能損失。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。 降低線損,由公式△P%

84、=(1-cosΦ1/cosΦ2)X100%得出其中cosΦ2為補(bǔ)償后的功率因數(shù),cosΦ1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則 cosΦ2>cosΦ1,所以提高功率因數(shù)后,線損率也下降了.減少設(shè)計(jì)容量,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.所以,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),規(guī)劃、實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償勢(shì)在必行.</p><p><b>　　5.2．整體現(xiàn)狀</

85、b></p><p>　　5.2.1 線路整體現(xiàn)狀</p><p>　　根據(jù)貴公司提供的10KV線路數(shù)據(jù)，我們先以15條線路作為試點(diǎn)：</p><p>　　15條線路全年的電量和平均功率因數(shù)及無(wú)功功率如上表所示，線路無(wú)功缺口較大，功率因數(shù)偏低，需裝設(shè)戶(hù)外線路無(wú)功補(bǔ)償裝置，以提高該線路的功率因數(shù)，補(bǔ)償無(wú)功缺口，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。為了提高經(jīng)濟(jì)效

86、益，節(jié)能減耗，補(bǔ)償容量數(shù)量如下表：</p><p>　　5.3、無(wú)功容量計(jì)算及補(bǔ)償方案（舉例）</p><p>　　5.3.1高壓電網(wǎng)的優(yōu)化補(bǔ)償措施</p><p>　　根據(jù)《2010年各變電站功率因數(shù)一覽表》，計(jì)劃在石莊變新增一套VQC分組投切和MCR動(dòng)態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合的無(wú)功補(bǔ)償裝置，VQC分組補(bǔ)償單元按100kvar+200kvar兩級(jí)，MCR動(dòng)態(tài)補(bǔ)償單元按100k

87、var，與原有300kvar變電站補(bǔ)償裝置配合使用，可實(shí)現(xiàn)0～600kvar連續(xù)動(dòng)態(tài)平滑補(bǔ)償，實(shí)時(shí)貼合負(fù)荷曲線投入電容容量，關(guān)口功率因數(shù)可恒定在0.95之上。</p><p>　　5.3.2線路補(bǔ)償（舉例）</p><p>　　1：小仇西線：如上表，此線路全年無(wú)功電量之和為3111080kvarh，如果不考慮供電故障、有計(jì)劃停電、表計(jì)誤差及時(shí)間等因素：</p><p&g

88、t;<b>　　平均有功功率為：</b></p><p>　　6152880（kwh）÷365（天）÷24（小時(shí)）=702.38（kw）</p><p><b>　　平均無(wú)功功率為：</b></p><p>　　3111080（kvarh）÷365（天）÷24（小時(shí)）=355.146

89、（kvar）</p><p><b>　　平均功率因數(shù)為：</b></p><p>　　cos{arc tan［355.146（kvar）÷702.38（kw）］}=0.892</p><p>　　功率因數(shù)補(bǔ)償至0.96所需補(bǔ)償容量為：</p><p>　　QC=P(tgφ1-tgφ2)=p{√（1/ COS2

90、φ1-1)- √（1/ COS2φ2-1)}=</p><p>　　702（kw）×［tan（arc cos0.89）－tan（arc cos0.96）］=150（kvar）</p><p>　　考慮到線路季節(jié)性和晝夜間負(fù)荷變化以及以后線路的增容等因素，建議此條線路總補(bǔ)償容量為450kvar,建議采用我公司兩套TBBZ-12X型雙路四級(jí)自動(dòng)線路無(wú)功補(bǔ)償裝置，單套補(bǔ)償容量分別為50

91、kvar＋100kvar 、100kvar＋200kvar，這樣在季節(jié)性和晝夜高低谷都可以進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償效果好。</p><p>　　2：陳莊線：如上表，此線路全年無(wú)功電量之和為863020kvarh，如果不考慮供電故障、有計(jì)劃停電、表計(jì)誤差及時(shí)間等因素：</p><p><b>　　平均有功功率為：</b></p><p>　　1644360

92、（kwh）÷365（天）÷24（小時(shí)）=187.71（kw）</p><p><b>　　平均無(wú)功功率為：</b></p><p>　　863020（kvarh）÷365（天）÷24（小時(shí)）=98.5183（kvar）</p><p><b>　　平均功率因數(shù)為：</b></p

93、><p>　　cos{arc tan［98.5183（kvar）÷187.71（kw）］}=0.88</p><p>　　功率因數(shù)補(bǔ)償至0.96所需補(bǔ)償容量為：</p><p>　　QC=P(tgφ1-tgφ2)=p{√（1/ COS2φ1-1)- √（1/ COS2φ2-1)}=</p><p>　　187（kw）×［tan

94、（arc cos0.88）－tan（arc cos0.96）］=43（kvar）</p><p>　　考慮到線路季節(jié)性和晝夜間負(fù)荷變化以及以后線路的增容等因素，建議此條線路總補(bǔ)償容量為150kvar,建議采用我公司兩套TBBZ-12X型雙路四級(jí)自動(dòng)線路無(wú)功補(bǔ)償裝置，單套補(bǔ)償容量為50kvar＋100kvar，這樣在季節(jié)性和晝夜高低谷都可以進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償效果好。</p><p>　　15條線

95、路數(shù)據(jù)分析表如下：</p><p>　　本著最少投資最大效益的原則，一期在由15條10kV饋線供電的低壓配電臺(tái)區(qū)內(nèi)選擇適量未裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的臺(tái)區(qū)新增部分設(shè)備，建立完整全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化模型。</p><p>　　5.4、一期預(yù)算及經(jīng)濟(jì)效益分析</p><p>　　5.4．1一期試點(diǎn)建設(shè)資金預(yù)算</p><p>　　5.4．2經(jīng)濟(jì)效益分析</

96、p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償對(duì)10kV輸配電網(wǎng)的降損節(jié)能、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)供電和提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著極為重要的作用：</p><p>　　a、減少電力損失，一般工廠動(dòng)力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，其電力損耗都較大，安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置提高功率因數(shù)后，總電流降低，可降低供電端與用戶(hù)端的電力損失。</p><p>　　b、改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降。<

97、/p><p>　　c、延長(zhǎng)設(shè)備壽命，改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近或已經(jīng)飽和的變壓器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備和線路的負(fù)荷容量降低，并因此降低溫升從而延長(zhǎng)壽命（溫度每降低10℃，壽命可延長(zhǎng)1倍）。</p><p>　　d、滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)測(cè)要求，消除因?yàn)楣β室驍?shù)過(guò)低而產(chǎn)生的罰款。</p><p>　　A.現(xiàn)僅對(duì)降低線損一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析：</p>

98、<p>　　由貴公司提供的數(shù)據(jù)可知，小仇西線平均有功功率為702.38kW。 </p><p>　　以補(bǔ)償前線損5.28％計(jì)算，</p><p>　　δP％＝（1－COS2Φ1/ COS2Φ2）×100%</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　COSΦ1為補(bǔ)償前的平均功率因數(shù)，

99、此處為0.892</p><p>　　COSΦ2為補(bǔ)償后的平均功率因數(shù)，此處為0.96</p><p>　　可降低電能損耗百分比：δP％＝13.59％</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，每年可減少電量損失6152880*5.28％*13.59％= 44136.59度，按每度電0.56元計(jì)算，本設(shè)備安裝后，小仇西線每年僅線損一項(xiàng)約有24716.49元左右的經(jīng)濟(jì)收益。<

100、/p><p>　　依此類(lèi)推，其他線路收益如下表：</p><p>　　B.調(diào)整配變不平衡率的降損估算</p><p>　　一期15條10kV饋線中低壓配變總?cè)萘?1.865兆伏安，按平均臺(tái)區(qū)配變?nèi)萘?60kVA計(jì)算，則配變數(shù)量約為449臺(tái)，我們以S9-160kVA變壓器為例，其負(fù)載損耗為2.2kW，以三相不平衡率為50%核算（部分臺(tái)區(qū)實(shí)際更高），僅銅損的增加即達(dá)17%，

101、則調(diào)整不平衡電流后的降損效益為2.2kW×24h×365天×17%×449臺(tái)×0.56元/度≈82.4萬(wàn)元。</p><p>　　5.5、安裝位置的確定</p><p><b>　　5.5.1線路補(bǔ)償</b></p><p>　　線路安裝一套無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，原則上建議安裝在線路負(fù)荷2/3處；安裝

102、兩套無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，原則上建議安裝在線路負(fù)荷2/5、4/5處；在此位置的基礎(chǔ)上可向前或向后安裝在靠近大負(fù)荷的地方，在大負(fù)荷之前。</p><p>　　依貴單位提供有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，此15條線路的24套無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置安裝位置如下：</p><p>　　附錄A：抑涌流型四級(jí)線路無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置</p><p>　　1、市場(chǎng)上常見(jiàn)的幾種無(wú)功補(bǔ)償模式</p>&

103、lt;p>　　市場(chǎng)上常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要有：固定補(bǔ)償、單級(jí)補(bǔ)償、箱式補(bǔ)償。</p><p>　　固定補(bǔ)償：曾因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低等特點(diǎn)在早期的10kv線路中大量運(yùn)用，但由于其固有的缺點(diǎn)：容量調(diào)整需人工干預(yù)、易過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)、無(wú)法隔離故障等問(wèn)題，正逐步退出市場(chǎng)。</p><p>　　單級(jí)補(bǔ)償：一臺(tái)投切開(kāi)關(guān)接一組補(bǔ)償電容器，補(bǔ)償效果差，容易造成欠補(bǔ)；普通斷路器作為投切開(kāi)關(guān)，不適宜頻繁投切。

104、</p><p>　　箱式補(bǔ)償： 整套設(shè)備內(nèi)置于箱體內(nèi)，不利于散熱；體積大，質(zhì)量重，需雙桿安裝，安裝時(shí)需要?jiǎng)佑么笮偷跹b設(shè)備；接觸器作為投切開(kāi)關(guān)，故障率高。 </p><p>　　2、當(dāng)前市場(chǎng)常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償裝置存在的問(wèn)題 </p><p>　　2.1分級(jí)少，補(bǔ)償效果差</p><p>　　傳統(tǒng)的無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置只有固定補(bǔ)償

105、、固定加一級(jí)自動(dòng)，不能有效跟蹤線路無(wú)功需求情況，補(bǔ)償效果差。</p><p>　　2.2傳統(tǒng)穿心電流互感器安裝不便</p><p>　　傳統(tǒng)的電流互感器采用穿心式互感器，只能安裝于耐張桿或轉(zhuǎn)角桿處，選址難，安裝難，易飽和，二次開(kāi)路容易造成高電壓危及設(shè)備和人身安全，難維護(hù)。          

106、;    </p><p>　　2.3封閉式結(jié)構(gòu)，散熱性能差</p><p>　　傳統(tǒng)的無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置參照了箱變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，未充分考慮到無(wú)功補(bǔ)償類(lèi)產(chǎn)品的要求，把發(fā)熱量大且壽命受溫度影響極大的電容器、電抗器放在密閉的空間里，使主要元部件的壽命大打折扣，故障率高.</p><p>　　2.4采用真空接觸器或普通斷路器作投切開(kāi)關(guān)不適

107、宜</p><p>　　電容器的投切因其投入涌流和切除過(guò)電壓的固有特性，易造成重燃或重?fù)舸?，損害電容和設(shè)備，故對(duì)投切開(kāi)關(guān)有特殊的要求。</p><p><b>　?。?）真空接觸器</b></p><p>　　●觸頭開(kāi)距小，極易重燃或重?fù)舸?lt;/p><p>　　●接觸器觸頭壓力小，易引起拉弧，</p>&

108、lt;p>　　●運(yùn)行時(shí)合閘保持需要線圈長(zhǎng)期帶電，線圈耗能大易燒毀。</p><p><b>　　（2）普通斷路器</b></p><p>　　●機(jī)械壽命短，不能頻繁動(dòng)作，多采用彈簧機(jī)構(gòu)，零部件多，機(jī)械性能不穩(wěn)定。</p><p>　　●不是采用電容器專(zhuān)用真空泡，易重燃或重?fù)舸?</p><p>　　2.5電源和取樣

109、PT易損壞</p><p>　　補(bǔ)償裝置一般自備獨(dú)立安裝的PT用作設(shè)備電源和電壓取樣，長(zhǎng)期的紫外線照射引起樹(shù)脂絕緣水平下降，而線路諧振，操作過(guò)電壓，雷擊等原因均會(huì)造成PT故障。</p><p>　　2.6 無(wú)組間抑涌流措施</p><p>　　電容器的投入涌流一般在額定電流的十幾至幾十倍，而第二組電容的投入疊加涌流可達(dá)額定電流的上百倍，雖然大部分設(shè)備均可承受，但會(huì)造

110、成電容器組的絕緣擊穿，隱性損傷，嚴(yán)重影響電容器壽命。</p><p>　　2.7 投切判據(jù)不合理</p><p>　　傳統(tǒng)的無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置依采用時(shí)間 + 電壓控制、電壓控制、無(wú)功控制、功率因數(shù)控制等單一判斷依據(jù)，不能準(zhǔn)確判斷線路負(fù)荷情況，宜造成欠補(bǔ)、過(guò)補(bǔ)和補(bǔ)償呆區(qū)。</p><p>　　2.8 未考慮遠(yuǎn)程通訊管理的需求</p><p>　　

111、由于受當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、費(fèi)用問(wèn)題，早期設(shè)備未考慮遠(yuǎn)程無(wú)線“四遙”的需求。</p><p>　　針對(duì)以上問(wèn)題，我公司對(duì)傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置從結(jié)構(gòu)、方案、元器件選型等各方面均進(jìn)行了大量的技術(shù)革新，推出單元化TBBZ-12X型高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，有效解決了上述問(wèn)題。</p><p><b>　　3 技術(shù)革新措施</b></p><p>　　3.1編碼投切四

112、級(jí)補(bǔ)償</p><p>　　采用四級(jí)補(bǔ)償模式，在線路重載、中載、輕載時(shí)可自動(dòng)選擇最適當(dāng)?shù)娜萘窟M(jìn)行補(bǔ)償，避免了無(wú)功負(fù)荷的大幅度波動(dòng)。</p><p>　　3.2 開(kāi)口式取樣電流互感器</p><p>　　不需現(xiàn)場(chǎng)截線，可在最佳補(bǔ)償點(diǎn)的任意桿型安裝，安裝簡(jiǎn)單方便。采用羅氏線圈技術(shù)，不飽和，線性度好，二次輸出毫伏級(jí)弱電壓信號(hào)，無(wú)開(kāi)路危險(xiǎn)，檢修安全方便。</p>

113、;<p>　　3.3 單元化結(jié)構(gòu)</p><p>　　單件元件體積小、重量輕，便于搬運(yùn)，方便運(yùn)輸，安裝時(shí)不需要?jiǎng)佑么笮驮O(shè)備，不受場(chǎng)地限制，特別適合于野外安裝。</p><p>　　將主要元件均按戶(hù)外運(yùn)行工況設(shè)計(jì)，將主要發(fā)熱源暴露在空氣中，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。</p><p>　　3.4 采用電容器投切專(zhuān)用永磁真空開(kāi)

114、關(guān)</p><p>　　●永磁機(jī)構(gòu)零部件數(shù)量?jī)H為傳統(tǒng)彈簧機(jī)構(gòu)的40％,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，機(jī)械故障率低。</p><p>　　●觸頭開(kāi)距大，可開(kāi)斷故障電流。</p><p>　　●采用直動(dòng)式傳動(dòng)，剛分速度大，分閘觸頭不粘連。</p><p>　　●永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的出力特性與真空滅弧室的反力特性的完美配合確保合閘彈跳小，無(wú)重?fù)舸?，無(wú)重燃。</p>